Sejumlah startup bermunculan dalam beberapa tahun terakhir yang menggunakan fermentasi untuk membujuk mikroba agar menghasilkan alternatif yang lebih berkelanjutan, fungsional, atau lebih sehat dibandingkan lemak hewani dan tropis (kelapa, kelapa sawit, kakao).
Saat ini, sebagian besar dari mereka memberi makan mikroba mereka dengan gula yang harganya tidak murah, menghabiskan lahan pertanian, dan masa kini tantangan besar jika Anda ingin menjalankan proses fermentasi berkelanjutankata Dr. Shannon Nangle, salah satu pendiri di Cambridge, yang berbasis di Massachusetts Circe Biosains.
Sebaliknya, Nangle memberi makan mikrobanya dengan karbon dioksida, hidrogen, dan oksigen dalam proses fermentasi gas yang sepenuhnya dipisahkan dari pertanian. Dan dalam skala besar, klaimnya, perusahaan ini dapat menghasilkan lemak yang disesuaikan dengan biaya dan bersaing dengan lemak susu, mentega kakao, dan minyak inti sawit.
Berita AgFunder (AFN) menyusul Nangle (hal) digambarkan di bawah ini di fasilitas fermentasi gas skala percontohan baru milik perusahaan di Waltham, Massachusetts, untuk mengetahui lebih lanjut.
AFN: Bagaimana cerita asal usul Circe?
hal: Saya selalu ingin mengembangkan teknologi yang mampu mengubah bahan mentah yang ada di mana-mana menjadi daftar produk cucian dan menjadikan teknologi tersebut digunakan untuk efisiensi sumber daya yang ekstrem di Bumi dan di luar angkasa. Saya pada dasarnya ingin membuat replikator dari Perjalanan Bintang!
Circe keluar dari penelitian postdoc saya di Laboratorium Pam Silver di Harvard pada tahun 2021. Pada tahap ini, kami telah mendemonstrasikan bahwa pembuatan trigliserida dari CO2 dapat dilakukan, namun masih perlu melakukan upaya yang lebih besar untuk membuat strain (bakteri) yang layak secara komersial dengan produktivitas yang berarti.
AFN: Apa yang membuat fermentasi gas menarik bagi Anda?
hal: Kita berbicara tentang meningkatkan produksi semua jenis produk pada volume yang berarti untuk menciptakan produk-produk penting dari sumber daya yang semakin sering kita gunakan (limbah CO2) semakin baik. Ini hampir merupakan bentuk manufaktur tanpa batas yang bisa Anda dapatkan, jadi bagi saya, hal ini layak dilakukan se-agresif mungkin.
Tapi itu juga bisa diterapkan dalam skala kecil, yang membawa saya kembali ke sana Perjalanan Bintang…
Sebagai kata Calystadengan fermentasi gas, Anda juga dapat menjalankan kampanye yang lebih lama dibandingkan perusahaan yang melakukan fermentasi dengan gula, karena Anda tidak perlu terlalu khawatir tentang kontaminasi (dari mikroba yang tidak diinginkan yang akan bersaing dengan mikroba inti dan memakan bahan baku Anda, sehingga membatasi waktu fermentasi) . Anda dapat menjalankan proses yang lebih berkelanjutan, yang berarti Anda dapat menurunkan biaya per unit melalui pengoperasian proses tersebut. Bahan bakunya juga lebih murah (dibandingkan gula murni).
AFN: Mikroba apa yang anda gunakan?
hal: Kami menggunakan bakteri, mikroba tanah yang secara alami suka membuat PHA (plastik biodegradable yang diproduksi oleh mikroorganisme) dan merekayasa di dalamnya kemampuan untuk membuat trigliserida.
Sementara beberapa perusahaan fermentasi gas lainnya (seperti Calysta dan Solar Foods) mengembangkan sel sebagai produk, kami melakukan fermentasi presisi dan merekayasa genetika mikroba untuk menghasilkan tiruan lemak susu atau fraksi minyak sawit, dan kemudian mengekstraksinya dari organisme.
AFN: Gas apa yang dibutuhkan mikroba Anda?
hal: Organisme kita membutuhkan karbon dioksida, oksigen, dan hidrogen. Saat kita melakukan fermentasi aerobik, kehadiran oksigen adalah faktor penentu dalam hal ini. Perusahaan fermentasi gas seperti LanzaTech Dan Kalista menggunakan proses anaerobik karena organisme yang mereka gunakan dapat memakan karbon monoksida atau metana dan mereka sangat pandai membuat hidrokarbon sederhana dimana Anda dapat mengoptimalkan organisme tipe liar (Non GMO) untuk mendapatkan produktivitas yang besar.
Kita memiliki organisme aerobik yang dapat memakan gas, hal yang jarang terjadi, dan memberikan manfaat terbaik bagi kedua dunia. Anda dapat merekayasanya seperti organisme pemakan gula heterotrofik (untuk membuatnya menghasilkan bahan target Anda) tetapi hal ini juga membuka skala dan bahan baku berbiaya rendah yang ditawarkan oleh fermentasi gas.
AFN: Bagaimana Anda mendapatkan gas-gas tersebut saat ini?
hal: Sasaran optimis kami adalah agar CO2 kita berasal dari atmosfer (sehingga Circe benar-benar menghilangkan limbah CO2 dari lingkungan), dan agar hidrogen dan oksigen kita berasal dari elektrolisis (pemisahan air menjadi bagian-bagian penyusunnya) yang didukung oleh energi terbarukan.
Saat ini, hal tersebut mungkin dilakukan, namun tidak ekonomis, jadi kita harus mencari sumber gas yang paling ekonomis saat ini. Jadi untuk hidrogen, pada akhirnya kita ingin menggunakan hidrogen hijau, namun saat ini kita dapat menggunakan sumber berwarna abu-abu atau biru dari sesuatu seperti reformasi uap metana, dengan atau tanpa penangkapan karbon. Dan CO2 kita kemungkinan besar berasal dari sumber biogenik (dari proses biologis, bukan bahan bakar fosil) seperti kilang atau tempat pembuatan bir etanol.
AFN: Bagaimana dengan penggunaan air dan lahan?
hal: Penggunaan lahan sangat kecil dan kita dapat mendaur ulang hingga 95% air dalam skala besar.
AFN: Bukankah beberapa gas ini mudah terbakar?
hal: Ya, tapi ada protokol yang sudah ditetapkan untuk menangani hidrogen dan oksigen secara bersamaan, terutama di industri gas, jadi kita sebenarnya lebih terlihat seperti proses minyak dan gas jika menyangkut keselamatan.
AFN: Faktor apa saja yang mempengaruhi desain bioreaktor untuk fermentasi gas?
hal: Anda memerlukan gelembung-gelembung kecil sehingga luas permukaan cairan dapat bersentuhan dengan gas sehingga organisme dapat memasukkan gas ke dalam sel. Dan kemudian Anda ingin memberi mereka waktu sebanyak mungkin dengan gas. Jadi tujuan Anda adalah untuk memasukkan gas sebanyak mungkin ke dalam media dan ada beberapa cara yang dapat Anda lakukan, baik itu dengan suhu, tekanan, waktu tinggal, agitasi, semburan… tetapi gas-gas tersebut semuanya merupakan kepingan salju khusus dengan kelarutannya masing-masing. .
AFN: Pada tahap apa sekarang?
hal: Kami telah mengumpulkan sejumlah uang, mendapatkan hibah, dan membangun sebuah proyek percontohan yang sangat tidak biasa karena merupakan fermentor gas aerobik yang food grade, satu-satunya yang berukuran seperti itu di dunia.
Ini dapat berjalan dalam beberapa mode fermentasi gas yang berbeda: loop (di mana gas dan cairan bersirkulasi dalam satu loop untuk meningkatkan pencampuran), lift (di mana gelembung gas mengangkat cairan ke atas), kolom gelembung (di mana gelembung gas naik melalui kolom cairan stasioner), dan diaduk (di mana mixer mengaduk gas dan cairan menjadi satu).
Karena belum ada yang berhasil meningkatkan fermentasi gas aerobik melebihi 100 liter, kami perlu mengetahui teknologi mana yang harus dipilih, sehingga uji coba dapat menjalankan empat di antaranya.
AFN: Apa yang akan dilakukan selanjutnya setelah pabrik percontohan dan bagaimana Anda akan mendanai peningkatannya?
hal: Kami telah berhasil mendapatkan pendanaan non-dilutif dengan cukup baik, sehingga pabrik percontohan didanai melalui Proyek ARPA-E (dari Departemen Energi) dan menurut kami ada peluang baru dalam pendanaan federal yang akan terus membantu perusahaan seperti kami berkembang.
Sejauh ini kami telah mengumpulkan $16 juta dari gabungan pendanaan dilutif dan non-dilutif dan saat ini kami sedang menggalang dana Seri A, namun Anda harus menunjukkan bahwa secara ekonomi masuk akal jika Anda ingin didukung oleh usaha.
Langkah kami berikutnya adalah membangun pabrik skala demo dengan kapasitas 150 ton, jadi kami mencari mitra offtake untuk mendukung pembangunan pabrik tersebut.
AFN: Minat seperti apa yang Anda lihat dari pasar lemak yang diproduksi oleh platform Anda?
hal: Secara ekonomi tidak masuk akal untuk mencoba dan bersaing dengan minyak sawit mentah, namun kami melihat banyak minat untuk dapat membuat fraksi minyak sawit dan lemak susu.
AFN: Apa yang membuatmu terjaga di malam hari?
hal: Saya tidak khawatir apakah teknologi ini akan berfungsi. Kekhawatiran saya adalah apakah kita dapat hidup cukup lama untuk menunjukkan bahwa hal ini berhasil dalam skala besar, sehingga kita perlu menemukan mitra keuangan yang percaya pada misi ini dan percaya pada potensinya. Bagi investor teknologi pangan, kami lebih menyukai manufaktur kimia, sedangkan bagi investor teknologi iklim, kami lebih bersifat bio, jadi kami harus mengedukasi mereka berdua.
AFN: Bagaimana status regulasi lemak dan bagaimana labelnya?
hal: Kami baru memulai perjalanan ini, namun pemahaman kami dari kerja sama dengan konsultan adalah bahwa kami harus menunjukkan bahwa trigliserida yang dihasilkan organisme adalah trigliserida yang sudah ditemukan dalam makanan, dan kemudian menunjukkan bahwa proses kami tidak menimbulkan tambahan perubahan pada produk.
Pelabelan harus ditentukan tetapi kemungkinan besar akan berupa minyak hasil budidaya.
AFN: Apakah terdapat jejak organisme inang hasil rekayasa genetika pada produk akhir/lemak?
hal: Tidak, agar kita dapat menghindari label rekayasa hayati (di AS).
Bacaan lebih lanjut:
Protein dari startup udara Solar Foods berencana untuk go public